激光焊接技術(shù)作為新型的焊接工藝被越來越多人所熟知。激光焊接效率高,焊接變形小,被廣泛應(yīng)用于汽車制造、航空航天、軍工、五金制造等。特別是手持激光焊的出現(xiàn),加快了激光焊接在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用。
一般來說,激光電弧復(fù)合焊采用激光和電弧雙熱源,共同作用在材料表面,實現(xiàn)材料的熔化,隨著熱源的移動,熔池凝固形成連續(xù)焊縫。激光電弧復(fù)合焊一般應(yīng)用在厚板焊接中,其優(yōu)勢比較明顯。在焊接效率方面,激光電弧復(fù)合焊的效率為傳統(tǒng)弧焊效率的3倍以上,在焊材(焊絲、氣體)消耗方面,激光電弧復(fù)合焊是傳統(tǒng)焊接的1/5左右。且激光電弧復(fù)合焊在焊接厚板時不需要開坡口,省時省力。因此,在船舶行業(yè)中船板拼焊、工程機械中起重機吊臂的焊接均采用了該技術(shù)。
奔騰激光為某軍工產(chǎn)品焊接研發(fā)的20KW激光電弧復(fù)合焊接機
隨著MIG/MAG技術(shù)的不斷發(fā)展,激光電弧復(fù)合焊同樣適用于薄板的高速焊接。近期,奔騰激光聯(lián)合某家電企業(yè)巨頭,聯(lián)合研發(fā)了激光+microMIG復(fù)合焊接技術(shù)在電熱水器鋼制內(nèi)膽焊接中的應(yīng)用。
在傳統(tǒng)制造中,熱水器內(nèi)膽采用等離子焊接工藝。等離子焊接采用等離子弧高能量密度束流作為焊接熱源的熔焊方法。等離子弧功率密度低,能量集中性低于激光,因此無法實現(xiàn)高速焊接,這就限制了熱水器內(nèi)膽的生產(chǎn)效率。
激光作為能量密度最高的熱源,被廣泛應(yīng)用在鋰電池造紙、汽車零部件、航空航天部件,軍工等產(chǎn)品的焊接中。但是激光焊接也存在一定的應(yīng)用局限,例如在激光自熔焊工藝中,對焊縫組對間隙要求很高,間隙一致性高,間隙小。因此,為實現(xiàn)高速焊接要求,且焊縫要求飽滿,表面余高大的前提下,需要采用激光電弧復(fù)合焊工藝。
熱水器碳鋼內(nèi)膽厚度一般小于2mm,屬于薄板厚度范圍。傳統(tǒng)的MIG/MAG與激光進行復(fù)合后焊接,會導致焊縫熱輸入量大,焊縫HAZ區(qū)域變大,硬度提高,不利于提高內(nèi)膽的疲勞強度。因此,奔騰激光提出采用激光+microMIG(CMT)焊接工藝。激光+ microMIG(CMT)復(fù)合既可以實現(xiàn)全熔透的激光高速焊接,microMIG(CMT)又可以保證焊縫表面成形及余高。經(jīng)奔騰激光多次焊接測試,激光+microMIG(CMT)最高焊接速度可達到3.6m/min,是傳統(tǒng)等離子焊接效率的3倍以上。同時焊材消耗為原有焊接工藝的1/3。
激光+microMIG(CMT)焊接后的內(nèi)膽直縫正表面余高控制在1mm以內(nèi),熔寬在3mm左右,底部焊縫表面余高控制在0.5mm以內(nèi),熔寬在1.5mm左右。焊接后的樣品焊縫一次性成形均勻飽滿。
焊縫表面成形圖片
焊縫熔深檢測圖片
相比與傳統(tǒng)等離子焊接,激光+microMIG(CMT)可在保證焊縫質(zhì)量的前提下實現(xiàn)高效焊接,焊接后的內(nèi)膽經(jīng)疲勞測試,最高超過20余萬次(16萬次疲勞測試為合格)。滿足了電熱水器鋼制內(nèi)膽焊接要求。
此次奔騰激光與國內(nèi)某家電巨頭企業(yè)共同研發(fā)的激光電弧復(fù)合焊技術(shù)在電熱水器內(nèi)膽焊接上的應(yīng)用,開辟了激光電弧復(fù)合焊技術(shù)在薄板高速焊接中的應(yīng)用,為未來家電產(chǎn)品激光焊接提供了新思路。
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